2022-2023学年山东省泰安市宁阳县第四中学高三年级4月联考物理试题

这是一份2022-2023学年山东省泰安市宁阳县第四中学高三年级4月联考物理试题，共17页。

2022-2023学年山东省泰安市宁阳县第四中学高三年级4月联考物理试题
注意事项
1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、有关量子理论及相关现象，下列说法中正确的是（ ）
A．能量量子化的观点是爱因斯坦首先提出的
B．在光电效应现象中，遏止电压与入射光的频率成正比
C．一个处于n＝4激发态的氢原子向基态跃迁时，最多能辐射出3种频率的光子
D．α射线、β射线、γ射线都是波长极短的电磁波
2、如图所示，轻绳一端系在物体A上，另一端与套在粗糙竖直杆MN上的轻圆环B相连接。用水平力F拉住绳子上的一点O，使物体A及轻圆环B静止在实线所示的位置。现保持力F的方向不变，使物体A缓慢移到虚线所示的位置，这一过程中圆环B保持静止。若杆对环的弹力为FN，杆对环的摩檫力为Ff，OB段绳子的张力为FT，则在上述过程中（　　）

A．F不变，FN减小
B．Ff不变，FT增大
C．Ff减小，FN不变
D．FN减小，FT减小
3、如图甲所示，在匀强磁场中有一个N=10匝的闭合矩形线圈绕轴匀速转动，转轴O1O2直于磁场方向，线圈电阻为5Ω。从图甲所示位置开始计时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图像如图乙所示，则（　　）

A．线圈转动一圈的过程中产生的焦耳热
B．在时，线圈中的感应电动势为零，且电流方向发生改变
C．所产生的交变电流感应电动势的瞬时表达式为
D．线圈从图示位置转过90º时穿过线圈的磁通量变化率最大
4、（题文）（题文）如图，两同心圆环A、B置于同一水平面上，其中B为均匀带负电绝缘环，A为导体环当B绕环心转动时，导体环A产生顺时针电流且具有扩展趋势，则B的转动情况是（ ）

A．顺时针加速转动
B．顺时针减速转动
C．逆时针加速转动
D．逆时针减速转动
5、关于对平抛运动的理解，以下说法正确的是（　　）
A．只要时间足够长，其速度方向可能沿竖直方向
B．在任意相等的时间内速度的变化量相同
C．可以运用“化曲为直”的方法，分解为竖直方向的匀速直线运动和水平方向的自由落体运动
D．平抛运动的水平位移与竖直高度无关
6、一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，该反应放出的能量为Q，则氘核的比结合能为（ ）
A． B．Q C． D．2Q
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、如图所示，空间中存在匀强磁场，在磁场中有一个半径为R的圆，圆面与磁场垂直，从圆弧上的P点在纸面内沿各个方向向园内射入质量、电荷量、初速度大小均相同的带同种电荷的粒子，结果沿半径PO方向射入的粒子从边界上Q点射出．已知OQ与OP间的夹角为60°，不计粒子的重力，则下列说法正确的是

A．粒子在磁场中做圆周运动的半径为
B．粒子在磁场中做圆周运动的半径为点
C．有粒子射出部分的国弧所对圆心角的正弦值为
D．有粒子射出部分的圆孤所对圆心角的正弦值为
8、如图所示的输电线路中，升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器，电压表V1、V2分别接在T1和T2副线圈两端。已知T2原、副线圈匝数比为k，输电线的总电阻为r，T1原线圈接在电压有效值恒定的交流电源上，电压表和电流表均为理想电表。由于用户的负载变化，电流表A2的示数增加ΔI，则

A．电流表A1的示数增大
B．电压表V2的示数减小
C．电压表V1的示数增大
D．输电线上损失的功率增加
9、如图所示，甲图表示S1和S2两相干水波的干涉图样，设两列波各自的振幅均为5cm，且图示范围内振幅不变，波速和波长分别是1m/s和0.5m，B是AC连线的中点；乙图为一机械波源S3在同种均匀介质中做匀速运动的某一时刻的波面分布情况。两幅图中实线表示波峰，虚线表示波谷。则下列关于两幅图的说法中正确的是（　　）

A．甲图中AB两点的竖直高差为10cm
B．甲图中C点正处于平衡位置且向水面下运动
C．从甲图所示时刻开始经0.25s，B点通过的路程为20cm
D．乙图所表示的是波的衍射现象
E.在E点观察到的频率比在F点观察到的频率高
10、如图所示，理想变压器原、副线图的应数些为n1:n2=2:1，输人端接在 (V)的交流电源上，R1为电阻箱，副线圈连在电路中的电阻R=10Ω，电表均为理想电表。下列说法正确的是( )

A．当R1=0时，电压表的读数为30V
B．当R1=0时，若将电流表换成规格为“5V 5W”的灯泡，灯泡能够正常发光
C．当R1=10Ω时，电流表的读数为1.2A
D．当R1=10Ω时，电压表的读数为6V
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）某课外活动小组使用如图所示的实验装置进行《验证机械能守恒定律》的实验，主要步骤：
A、用游标卡尺测量并记录小球直径d
B、将小球用细线悬于O点，用刻度尺测量并记录悬点O到球心的距离l
C、将小球拉离竖直位置由静止释放，同时测量并记录细线与竖直方向的夹角θ
D、小球摆到最低点经过光电门，光电计时器（图中未画出）自动记录小球通过光电门的时间Δt
E、改变小球释放位置重复C、D多次
F、分析数据，验证机械能守恒定律
请回答下列问题：

(1)步骤A中游标卡尺示数情况如下图所示，小球直径d=________mm

(2)实验记录如下表，请将表中数据补充完整（表中v是小球经过光电门的速度
θ
10°
20°
30°
40°
50°
60°
cosθ
0.98
0.94
0.87
0.77
0.64
0.50
Δt/ms
18.0
9.0
6.0
4.6
3.7
3.1
v/ms-1
0.54
1.09
①_____
2.13
2.65
3.16
v 2/m2s-2
0.30
1.19
②_______
4.54
7.02
9.99
(3)某同学为了作出v 2- cosθ图像，根据记录表中的数据进行了部分描点，请补充完整并作出v 2- cosθ图像（______）

(4)实验完成后，某同学找不到记录的悬点O到球心的距离l了，请你帮助计算出这个数据l=____m （保留两位有效数字），已知当地重力加速度为9.8m/s2。
12．（12分）某同学欲测量一阻值大约为，粗细均匀的漆包金属线的电阻率。
(1)该同学用螺旋测微器测量金属线的直径，该螺旋测微器校零时的示数如图（a）所示，然后测量金属线的直径时示数如图（b）所示，则该金属线的直径应该为________mm。

该同学拿来一块多用电表，表盘如图（c）所示。若将多用电表的开关拨到欧姆档的×1K档，则欧姆表的内阻为________Ω。若用此多用电表的欧姆档测量待测金属线的电阻R，测量之前，应该将多用电表的开关拨到欧姆档的________（填×10或×100）档位。

(2)若用欧姆表的红表笔接触金属线的左端点M，黑表笔接触金属线的右端点N，流经金属线的电流（____）
A．由M到N B．由N到M
(3)若该同学在测量金属线直径时，没有完全去除漆包线表面的绝缘漆，这会使实验测得该金属线的电阻率与真实值相比________（填“偏大”或“偏小”）。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，AC为光滑的水平桌面，轻弹簧的一端固定在A端的竖直墙壁上质量的小物块将弹簧的另一端压缩到B点，之后由静止释放，离开弹簧后从C点水平飞出，恰好从D点以的速度沿切线方向进入竖直面内的光滑圆弧轨道小物体与轨道间无碰撞为圆弧轨道的圆心，E为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道的半径，，小物块运动到F点后，冲上足够长的斜面FG，斜面FG与圆轨道相切于F点，小物体与斜面间的动摩擦因数，，取不计空气阻力求：
（1）弹簧最初具有的弹性势能；
（2）小物块第一次到达圆弧轨道的E点时对圆弧轨道的压力大小；
（3）判断小物块沿斜面FG第一次返回圆弧轨道后能否回到圆弧轨道的D点？若能，求解小物块回到D点的速度；若不能，求解经过足够长的时间后小物块通过圆弧轨道最低点E的速度大小．

14．（16分）如图所示，一绝缘水平桌面，空间存在一广域匀强电场，强度大小为，现同时将两个质量均为的滑块、由静止释放在桌面上。已知两滑块AB均带正电，电荷量大小为q，且间的距离为。已知滑块、与轨道间的动摩擦因数分别为和，重力加速度，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑块之间发生的碰撞为弹性碰撞，且无电荷转移，滑块可视为质点。求：
(1)两滑块从静止释放开始经过多长时间，滑块之间发生第二次碰撞；
(2)从释放到最终停止所运动的位移。

15．（12分）如图所示，哑铃状玻璃容器由两段完全相同的粗管和一段细管连接而成，容器竖直放置。容器粗管的截面积为S1=2cm2，细管的截面积S2=1cm2，开始时粗细管内水银长度分别为h1=h2=2cm。整个细管长为h=4cm，封闭气体长度为L=6cm，大气压强取p0=76cmHg，气体初始温度为27。求：
(i)若要使水银刚好离开下面的粗管，封闭气体的温度应为多少K？
(ii)若在容器中再倒入同体积的水银，且使容器中封闭气体长度L仍为6cm不变，封闭气体的温度应为多少K？




参考答案

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、C
【解析】
A．能量量子化的观点是普朗克首先提出的，选项A错误；
B．在光电效应现象中，根据光电效应方程，可知遏止电压与入射光的频率是线性关系，但不是成正比，选项B错误；
C．一个处于n＝4激发态的氢原子向基态跃迁时，最多能辐射出3种频率的光子，分别对应于4→3，3→2，2→1，选项C正确；
D．α射线、β射线不是电磁波，只有γ射线是波长极短的电磁波，选项D错误；
故选C。
2、D
【解析】
先以O点为研究对象，进行受力分析，有A物体的重力GA，外力F和绳子的拉力FT，设绳子与竖直方向的夹角为，则
，
由题可知减小，所以F减小，FT减小；
再以物体B为研究对象，进行受力分析，有B物体的重力GB，绳子的拉力FT，竖直杆对B的支持力FN和摩擦力Ff，则


所以当减小时，FN减小，Ff不变，所以D正确，ABC错误。
故选D。
3、C
【解析】
A． 最大感应电动势为：

感应电动势的有效值为：

线圈转动一圈的过程中产生的焦耳热

故A错误；
B． t=0.2s时，磁通量为0，线圈中的感应电动势最大，电流方向不变，故B错误；
C． 由图知角速度

因为线圈从垂直中性面开始计时，所以交变电流感应电动势的瞬时表达式为
e=10πcos（5πt）V
故C正确；
D． 线圈在图示位置磁通量为0，磁通量的变化率最大，穿过线圈的磁通量变化最快，转过90°，磁通量最大，磁通量变化率为0，故D错误。
故选：C。
4、A
【解析】
由图可知，A中感应电流为顺时针，由楞次定律可知，感应电流的内部磁场向里，由右手螺旋定则可知，引起感应电流的磁场可能为：向外增大或向里减小；若原磁场向外，则B中电流应为逆时针，由于B带负电，故B应顺时针转动且转速增大；若原磁场向里，则B中电流应为顺时针，则B应逆时针转动且转速减小；又因为导体环A具有扩展趋势，则B中电流应与A方向相反，即B应顺时针转动且转速增大，A正确．
5、B
【解析】
A．当平抛运动下落时间无论多么长，由于存在水平方向的分速度，则速度方向不可能竖直向下，故A错误；
B．由公式△v=at=gt，可知平抛运动的物体在任意相等时间内速度的变化量相同，故B正确；
C．平抛运动运用“化曲为直”的方法，分解为水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，故C错误；
D．平抛运动的水平位移为

知平抛运动的水平位移由初速度和拋出点的高度共同决定，故D错误。
故选B。
6、A
【解析】
一个中子与某原子核发生核反应生成一个氘核的核反应方程为

自由核子组合释放的能量Q就是氘核的结合能，而氘核由两个核子组成，则它的比结合能为，故A正确，BCD错误。
故选A。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、BD
【解析】
AB.设粒子在磁场中做圆周运动的半径为r，由几何关系可知：

r=Rtan30°=
A，错误B正确；
CD.粒子做圆周运动的直径为：
d=2r=R
设有粒子射出部分的圆弧所对圆心角为，由几何关系可知：
sin=
则：

C错误，D正确．
8、AB
【解析】
A. T2原、副线圈匝数比为k，所以 ，所以电流表A1的示数增大，A正确。
B. 因为电流表A1的示数增大，所以输电线上损失电压增加，变压器T2原线圈电压减小 ，根据变压器原理 得电压表V2的示数减小，B正确。
C. 因为T1原线圈接在电压有效值恒定的交流电源上，所以电压表V1的示数不变，C错误。
D. 因为输电线上电流增大，根据功率方程可知，输电线损失功率增加量一定不是，D错误。
9、ACE
【解析】
A．甲图中AB都是振动加强点，其中A在波峰，B在平衡位置，则AB两点的竖直高差为2A=10cm，选项A正确；
B．甲图中C点是振动加强点，正处于波谷位置，选项B错误；
C．波的周期为

从甲图所示时刻开始经0.25s=0.5T，B点通过的路程为2×2A=20cm，选项C正确；
D．乙图所表示的是波的多普勒现象，选项D错误；
E．在E点单位时间接受到的波面比F点多，则在E点观察到的频率比在F点观察到的频率高，选项E正确。
故选ACE。
10、BC
【解析】
输入端电压的有效值为30V，当R1=0时，电压表的读数为，选项A错误；当R1=0时，若将电流表换成规格为“5V， 5W”的灯泡，灯泡电阻为 ，此时次级电流，因灯泡的额定电流为，则此时灯泡能够正常发光，选项B正确；当R1=10Ω时，设电流表的示数为I，则此时初级电流为0.5I，初级电压： ，则次级电压为，则，解得I=1.2A，此时电压表读数为IR=12V，选项C正确，D错误；

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、9.80 1.63 2.66 1.0
【解析】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数为9mm，游标尺上第16个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为16×0.05mm=0.80mm，所以最终读数为：9mm+0.80mm=9.80mm；
(2)[2]根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小球经过光电门时的速度为：

[3]则有：

(3)[4]先根据记录表中的数据进行了描点，作出图像如图：

(4)[5]由图像可得图像斜率的绝对值为：

要验证机械能守恒定律，必须满足：

化简整理可得：

则有：

解得：

12、1.762 15000（或） ×10 B 偏大
【解析】
(1)[1][2][3]螺旋测微器的读数为固定刻度的毫米数与可动刻度的的和，由图示螺旋测微器可知，其直径为

(相减的是图a的1格);欧姆表盘的中值电阻就是欧姆表的内内阻，所以欧姆表的内阻为3000Ω;由于待测电阻大约只有100Ω，要使指针偏在中央左右，则倍率选。
(2)[4]欧姆表的红表笔接的是内接电源的负极，所以当欧姆表的红表笔接触金属线的左端点M ，黑表辖接触金属线的右端点N，流经金属线是从N到M，故选B。
(3)[5]若该同学在测量金属线直径时，没有完全去漆包线袤面的绝缘漆，这样导致直径测量值偏大，截面积偏大，根据电阻定律

得到

所以电阻率的测量也偏大。

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、； 30N； 2．
【解析】
（1）设小物块在C点的速度为，则在D点有：
设弹簧最初具有的弹性势能为，则：
代入数据联立解得：；
设小物块在E点的速度为，则从D到E的过程中有：

设在E点，圆轨道对小物块的支持力为N，则有：
代入数据解得：，
由牛顿第三定律可知，小物块到达圆轨道的E点时对圆轨道的压力为30 
设小物体沿斜面FG上滑的最大距离为x，从E到最大距离的过程中有：
      
小物体第一次沿斜面上滑并返回F的过程克服摩擦力做的功为，则
                          
小物体在D点的动能为，则：
代入数据解得：，，
因为，故小物体不能返回D点 
小物体最终将在F点与关于过圆轨道圆心的竖直线对称的点之间做往复运动，小物体的机械能守恒，设最终在最低点的速度为，则有：
                       
代入数据解得：
答：弹簧最初具有的弹性势能为；
小物块第一次到达圆弧轨道的E点时对圆弧轨道的压力大小是30 N；
小物块沿斜面FG第一次返回圆弧轨道后不能回到圆弧轨道的D点经过足够长的时间后小物块通过圆弧轨道最低点E的速度大小为2 ．
【点睛】
（1）物块离开C点后做平抛运动，由D点沿圆轨道切线方向进入圆轨道，知道了到达D点的速度方向，将D点的速度分解为水平方向和竖直方向，根据角度关系求出水平分速度，即离开C点时的速度，再研究弹簧释放的过程，由机械能守恒定律求弹簧最初具有的弹性势能；
物块从D到E，运用机械能守恒定律求出通过E点的速度，在E点，由牛顿定律和向心力知识结合求物块对轨道的压力；
假设物块能回到D点，对物块从A到返回D点的整个过程，运用动能定理求出D点的速度，再作出判断，最后由机械能守恒定律求出最低点的速度．
14、 (1)；(2)
【解析】
(1)两滑块由静止释放后，对滑块进行受力分析，由牛顿第二定律得

得

对有，故静止，则

得

设发生第一次碰撞前的瞬间滑块的速度是，则

碰后滑块、的速度分别是、，由弹性碰撞得：
由动量守恒定律

由能量守恒定律

解得，
滑块开始做匀减速直线运动，由牛顿第二定律得

可解得

设滑块运动时间后停止运动，则



由于，停止运动时二者仍未发生第二次碰撞，即

得

故

(2)由(1)知，每次碰撞后先减速到零，再次与碰撞，又

最终，将静止在斜面上，设下滑的位移为，由能量守恒得：

解得

15、（i）405K；（ii）315K
【解析】
(i)开始时
cmHg
，
水银全部离开下面的粗管时，设水银进入上面粗管中的高度为，则

解得
m
此时管中气体的压强为
cmHg
管中气体体积为

由理想气体状态方程，得
K
(i)再倒入同体积的水银，气体的长度仍为6cm不变，则此过程为等容变化，管里气体的压强为
cmHg
则由解得
K